同轴线馈电的矩形微带天线结构如下图所示
其辐射贴片尺寸和微带线馈电的辐射贴片尺寸一致。在阻抗匹配方面，使用同轴线馈电时，在主模
T
M
10
TM_{10}
TM10工作模式下，馈电点在矩形辐射贴片长度L方向边缘处
(
x
=
±
L
/
2
)
(x= ±L/2)
(x=±L/2) 的输人阻抗最高，约为100
Ω
\Omega
Ω ~ 400
Ω
\Omega
Ω。馈电点在宽度
w
w
w方向的位移对输人阻抗的影响很小，但在宽度方向上偏离中心位置时，会激发
T
M
1
n
TM_{1n}
TM1n模式，增加天线的交叉极化辐射，因此，宽度方向上馈电点的位置一般取在中心点(y=0)；而在辐射贴片的几何中心点(x=0,y=0) 处的输人阻抗则为0,亦即此时无法激发
T
M
10
TM_{10}
TM10模式。由下式也可以直接近似计算出输人阻抗为50
Ω
\Omega
Ω时的馈电点的位置。
L
1
=
L
2
(
1
−
1
ξ
r
e
)
L_{1}=\frac{L}{2}\left(1-\frac{1}{\sqrt{\xi_{\mathrm{re}}}}\right)
L1=2L(1−ξre
1)式中
ξ
r
e
(
L
)
=
ε
r
+
1
2
+
ε
r
−
1
2
(
1
+
12
h
L
)
−
1
/
2
\xi_{\mathrm{re}}(L)=\frac{\varepsilon_{r}+1}{2}+\frac{\varepsilon_{r}-1}{2}\left(1+12 \frac{h}{L}\right)^{-1 / 2}
ξre(L)=2εr+1+2εr−1(1+12Lh)−1/2
计算的出50
Ω
\Omega
Ω匹配点：
L
1
=
7
m
m
L_1=7mm
L1=7mm
其他参数参照侧馈矩形微带天线，最终参量如下表
| 参量意义 | 参量名 | 参量值（单位：mm） |
|---|---|---|
| 介质板厚度 | H | 1.6 |
| 辐射贴片长度 | L0 | 27.9 |
| 辐射贴片宽度 | W0 | 37.26 |
| 馈电点距离贴片中心距离 | L1 | 7 |
| 四分之一工作波长 | length | 30 |
首先将上表中的参量添加进HFSS的设计属性，如下图所示
模型创建完成后如下图
馈电设置为一个半径0.6mm的馈针，并且在GND上裁去与馈针同圆心，半径为1.5mm的圆片，如下图所示
设置过程如下
模型创建完成后进行仿真，仿真结果如下
从结果报告中可以看出，采用同轴线馈电，微带天线的谐振频率为2. 45GHz。此时，
S
11
S_{11}
S11值约为- 24.2dB，说明天线已经达到了良好的阻抗匹配状态，从而也验证了使用所计算50
Ω
\Omega
Ω输人阻抗位置的准确性。
接下来，我们在其他参量不变的情况下，利用HFSS的参数扫描分析功能，分析同轴线馈电点的位置和天线输入阻抗之间的关系。
查看结果时将主要扫描项【Primary Sweep】设置为L1，将查看频率设置为2.45GHz在，如下图所示
分析结果如下图
从结果报告中可以看出，馈电点位置变量L1的值在6mm ~ 8mm之间时，回波损耗值最小，阻抗匹配最好。
从结果报告中可以看出，同轴线馈电点从辐射贴片的中心向边缘移动时，输入电阻由0逐渐变大到100
Ω
\Omega
Ω左右，输入电抗由15
Ω
\Omega
Ω逐渐减小到-25
Ω
\Omega
Ω左右。当L1移动到6.6mm位置时，输入阻抗约为(50.0-j1)
Ω
\Omega
Ω。
从前面的参数扫描分析结果可知，当馈电点位置变量L1在6mm ~ 7mm之间时，天线在中心频率2.45GHz处的回波损耗最小，阻抗匹配最好。下面使用HFSS的优化设计功能，分析并给出最佳阻抗匹配点。优化变量为馈电点的位置变量L1,优化范围为6mm~7mm。优化目标是在2.45GHz时
S
11
S_{11}
S11<-30dB。
在设计属性【Design Properties】中选中L1为分析最优化值的参量
调出最优化的设置
设置分析最优化
最后优化得出在L1=6.6mm为最优解，相应的仿真结果如下
